A nagy hadronütköztető gyűrű, röviden LHC az ember által épített egyik legbonyolultabb és legkifinomultabb gépezet, amelynek célja, hogy a tudósok még közelebb kerüljenek a Nagy Bumm megértéséhez.
Az emberi zsenialitás bizonyítéka, két évtized tervező- és építőmunkájának fizikai megtestesülése. Kétségtelen, hogy jelentős mértékben járul hozzá az emberiség által eddig felfedezett legalapvetőbb fizikai törvényszerűségek még alaposabb ismeretéhez. Az ellenzőit azonban nem hatják meg az effajta ígéretes gondolatok. Ők ehelyett a lehető legijesztőbb következmény miatt aggódnak, amelyet maguk a részecskefizikusok vetettek fel:
hogy a Földön is létre lehet hozni fekete lyukakat.
Tekintve a világűrben található fekete lyukak agresszivitását, nyugtalanító a gondolat, hogy naponta ezrével jönne létre valami hasonló dolog a CERN-ben. Vajon előfordulhat, hogy ezek egyszer csak kiszabadulnak a részecskegyorsítóból, és elkezdik bekebelezni a bolygónkat?
Ez egyébként nem pusztán elméleti aggodalom. Az emberek mindig félni kezdenek, valahányszor egy nagy részecskegyorsító működésbe lép; az LHC beindítását megelőzően két hawaii lakos szövetségi pert indított annak érdekében, hogy a tudósok egészen addig függesszék fel a további munkát, amíg a részecskeütközések lehetséges katasztrofális következményeit újra számba nem vették.
A kedélyek megnyugtatása érdekében Frank Wilczek, a Massachusettsi Műszaki Egyetem fizikusa rámutatott, hogy egy kozmikus fekete lyuk sok mindenben különbözik a Földön létrehozható fekete lyukaktól.
A problémát ahhoz hasonlította, mint amikor egyetlen szavunk van a világ összes állatára, de amikor ezt a szót eredetileg megalkottuk, az elefántra gondoltunk. De tartsuk észben, figyelmeztet Wilczek, hogy az amőbák is állatok.
Az első dolog, amiről nem szabad megfeledkeznünk, amikor az LHC-ben létrehozható fekete lyukakról beszélünk, hogy ezek olyan parányiak lennének, amelyeknek a gravitációs mezeje sem lenne valami nagy kiterjedésű.
Csak a jó néhány tonna tömegű fekete lyukak lennének képesek elnyelni a Földet,
az LHC-ben születő dolgok súlya azonban egy grammnak az értékelhető hányadát sem éri el.
Mindenesetre egy ilyen fekete lyuk még azelőtt elpárologna, hogy bármiféle kárt okozhatna.
Ez a következtetés Hawking 1970-es években tett előrejelzéseire vezethető vissza. Az a gondolat, hogy a fekete lyukak akár kicsiben is létrejöhetnek, arra késztette a fizikusokat, hogy eltöprengjenek: vajon az anyag legkisebb alkotóelemeit leírni hivatott fizikai elméletnek, a kvantummechanikának milyen fontos hatásai lehetnek a viselkedésükre.
„Hawking 1974-ben jutott arra a híres következtetésére, hogy a fekete lyukak nemcsak elnyelik, ki is köpik a részecskéket – mondja Carr. – Előre megjósolta, hogy egy fekete lyuk éppen úgy bocsát ki magából hőt, akár egy forró széndarab, amelynek a hőmérséklete fordítottan arányos a tömegével.
Egy naptömegű fekete lyuk esetében a hőmérséklet egymilliomod K, ami tökéletesen elhanyagolható a jelenlegi világegyetemben. Egy 1012 kg, azaz nagyjából egy hegy súlyával megegyező tömegű fekete lyuk hőmérséklete azonban 1012 K lenne, ami már elég forró ahhoz, hogy tömeggel nem rendelkező részecskéket, például protonokat, és tömeggel rendelkezőket, mint például elektronokat és pozitronokat lökjön ki magából.”
Ez a kilökődés energiát igényel, ami azt jelenti, hogy a fekete lyuk tömege idővel fokozatosan csökkenne. Zsugorodás közben tovább emelkedne a hőmérséklete, amitől újabb részecskéket bocsátana ki és még gyorsabban töpörödne.
„Amikor a fekete lyuk elérné a nagyjából 106 kg tömeget, a játszma véget érne: 1 másodpercen belül egy 1 millió megatonnás atombomba energiájával robbanna fel – állítja Carr. – Egy fekete lyuk elpárolgásához szükséges idő az eredeti tömegének köbével arányos. Egy naptömegű fekete lyuk esetében ez az idő megfigyelhetetlen lenne: 1064 év alatt menne végbe. Egy 1012 kg tömegű fekete lyuk esetében ez az elpárolgás 1010 évig tartana – ez nagyjából megegyezik a világegyetem jelenlegi korával. Így tehát egy ilyen tömegű ősi fekete lyuk, amely a világegyetem születése után nem sokkal keletkezhetett, éppen most érne e folyamat végére és robbanna fel. Az ennél kisebb tömegűek pedig egy korábbi kozmológiai korszakban párologhattak el.”
Mik az esélyeink?
A CERN számára készített tanulmányban a tudósok arra hívták fel a figyelmet, hogy bár az LHC olyan nagy energiákat képes létrehozni, amire egyetlen más részecskegyorsító sem volt eddig képes, a természetben rendszeresen előfordulnak ennél jóval magasabb energiájú részecskék ütközései.
Az, ami az LHC-ben történik, a természetben már számtalanszor bekövetkezett a Föld és más égitestek élete során.
A külső világűrben keletkező részecskék kozmikus sugarainak némelyike olyan energiájúra képes felgyorsulni, amely messze meghaladja az LHC kapacitását – közölte a CERN. – Azt az energiát és sebességet, amellyel ezek elérik a Föld légkörét, közel 70 éve mérik meg különböző kísérletekben.
Az elmúlt pár milliárd év során a természet már millió LHC-kísérlethez hasonló összeütközést hozott létre, bolygónk mégis él.
A csillagászok hatalmas mennyiségű nagyobb égitestet figyelnek meg a világegyetemben, amelyeket ugyancsak elérnek ezek a kozmikus sugarak. A világegyetem másodpercenként több mint 10 billió LHC-kísérletet végez el.
A veszélyes következmények lehetőségének ellentmond a csillagászok azon megfigyelelése, miszerint a csillagok és galaxisok még mindig léteznek.”
Az a számítás, amely szerint az LHC gyakorlatilag egy mikro fekete lyukakat előállító üzemmé válhat, arra is rámutatott, hogy a Föld légkörében évente közel 100 fekete lyuk jön létre a kozmikus sugarakkal való összeütközések következtében.
Mindezek tudatában, talán a létezésünk a legjobb bizonyíték arra:
nem valószínű, hogy az LHC képes lenne az egész Földet elnyelő hatalmas fekete lyukat létrehozni.
